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更新时间: 2023-04-08

驱动控制器关键技术

　　电机驱动控制器作为新能源汽车中连接电池与电机的电能转换单元，是电机驱动及控制系统的核心。其中高性能功率半导体器件、智能门极驱动技术以及器件级集成设计方法的应用，将有助于实现高功率密度、低损耗、高效率电机控制器设计;同时，高性能、高可靠电机控制器产品，还要求具有高标准电磁兼容性(EMC)、功能安全和可靠性设计。

　　电机控制器的发展以功率半导体器件为主线，正从硅基绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、传统单面冷却封装技术，向宽禁带半导体(如 SiC、GaN 等)、定制化模块封装、双面冷却集成等方向发展。同时，得益于成熟的技术迭代，以及相比于宽禁带半导体器件更低的成本，硅基 IGBT 仍然是当前与未来较长时间内电机控制器产品的主要选择。

　　在硅基 IGBT 芯片技术上，英飞凌科技公司针对新能源汽车市场高功率密度需求，已研发出 EDT2芯片技术，实现了 750V/270A IGBT 芯片量产，富士集团等日本厂商也都相继研发出了高功率密度 IGBT芯片技术，并已批量应用于汽车 IGBT 模块产品。此外，与硅基器件(如 IGBT、MOSFET 等)相比，SiC 器件属于第三代半导体材料功率器件，具有高热导率、耐高温、禁带宽度大、击穿场强高、饱和电子漂移速率大等优势，结温耐受可以达到 225 ℃甚至更高，远高于当前硅基 IGBT 175 ℃的**高应用结温。SiC 器件开关速度更快，可应用于更高的开关频率，更适用于高速电机的控制。同时，相比硅基 IGBT，SiC 器件的开关损耗和导通损耗均大幅降低，有助于降低整车百千米耗电量，提升整车续航里程 。但是当前 SiC 器件成本仍远高于硅基IGBT，这成为阻碍 SiC 器件推广的重要因素。

　　同时，铜线键合、芯片倒装、银烧结、瞬态液相焊接等新型封装技术可以提高 IGBT 功率模块的载流密度与寿命，因此也成为当前的研究热点。